CN109037871B - 一种太赫兹波导极化衰减装置 - Google Patents
一种太赫兹波导极化衰减装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109037871B CN109037871B CN201810820291.7A CN201810820291A CN109037871B CN 109037871 B CN109037871 B CN 109037871B CN 201810820291 A CN201810820291 A CN 201810820291A CN 109037871 B CN109037871 B CN 109037871B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- axis parabolic
- parabolic reflector
- polarization
- wave
- electromagnetic waves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 81
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/22—Attenuating devices
- H01P1/222—Waveguide attenuators
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种太赫兹波导极化衰减装置，包括：壳体，以及设于所述壳体内的电磁波收发单元、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网、转台和吸波组件。该装置具有工作频带范围宽、衰减动态范围大、衰减精度高、可承受功率大等优点，并且该装置的各个模块可以很方便的进行拆卸，在频率范围跨度比较大的场合，只需简单更换其中的模块，即可组成所需频段的衰减装置。
Description
技术领域
本发明涉及极化衰减器。更具体地，涉及一种太赫兹波导极化衰减装置。
背景技术
波导衰减器是一种常用的微波无源器件，主要用来调整信号功率的大小，广泛应用于实验室的计量校准、测试研发领域。传统的旋转式极化衰减器由两端的方圆过渡波导和中间的圆波导段构成，在两端的方圆过渡波导中，各有一个吸收片平行于波导宽壁，而圆波导中的吸收片则可以绕纵轴旋转。通过旋转圆波导中的吸收片与水平面的夹角来控制衰减量。随着应用频率的升高，特别是到了太赫兹频段，传统的旋转极化式衰减器出现了以下难以克服的缺点：加工集成难度大、稳定性差、插损大、工作频段受限。传统的旋转式极化衰减器很难满足500GHz以上频段的应用需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种太赫兹波导极化衰减装置，以解决现有技术中的极化衰减器加工集成难度大、稳定性差、插损大、工作频段受限，很难满足500GHz以上频段的应用需求的问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明实施例提供一种太赫兹波导极化衰减装置，其特征在于，包括：
壳体，以及设于所述壳体内的电磁波收发单元、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网、转台和吸波组件；
所述电磁波收发单元用于发射和接收电磁波；
所述第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜用于反射接收的电磁波，改变电磁波的传播方向以及转换平面波和球面波；
所述极化栅网接收由所述第一离轴抛物面反射镜反射的电磁波，并将透过的电磁波传输至第二离轴抛物面反射镜，所述第二离轴抛物面反射镜反射的电磁波被所述电磁波接收单元接收；
所述吸波组件用于吸收所述极化栅网反射的电磁波；
所述转台使极化栅网口面沿第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜中心形成的轴线旋转，以调整极化栅网的线方向与电磁波极化方向之间的夹角。
优选地，所述电磁波收发单元包括第一天线和第二天线，所述第一天线用于发射电磁波，所述第二天线用于接收电磁波。
优选地，所述电磁波收发单元发射高斯波束，所述第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜还用于波束重聚。
优选地，所述电磁波收发单元的中心、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网处于同一平面上。
优选地，第一离轴抛物面反射镜中心、第二离轴抛物面反射镜中心、极化栅网口面中心以及转台中心位于同一轴线上。
优选地，所述第一天线的口面中心设置于所述第一离轴抛物面反射镜的焦点处，所述第二天线的口面中心设置于所述第二离轴抛物面反射镜的焦点处。
优选地，所述极化栅网的口面法向与平面波传播方向具有夹角。
优选地，所述夹角为45°。
优选地，所述吸波组件为覆盖在所述壳体内壁表面的吸波组件。
优选地，所述第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜或者极化栅网为宽频段的微波无源器件。
本发明的有益效果如下：
本发明实施例提供太赫兹波导极化衰减装置具有工作频带范围宽、衰减动态范围大、衰减精度高、可承受功率大等优点，并且该装置的各个模块可以很方便的进行拆卸，在频率范围跨度比较大的场合，只需简单更换其中的模块，即可组成所需频段的衰减装置。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明实施例提供的太赫兹波导极化衰减装置仿真结构示意图之一。
图2示出本发明实施例提供的太赫兹波导极化衰减装置仿真结构示意图之二。
附图标记：1-第一发/收天线，2-第一离轴抛物面反射镜，3-极化栅网，4-转
台，5-第二离轴抛物面反射镜，6-第二收/发天线，7-吸波组件，8-壳体。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
结合图1和2所示，本发明实施例提供一种太赫兹波导极化衰减装置，包括：
壳体，以及设于所述壳体内的电磁波收发单元、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网、转台和吸波组件；
所述电磁波收发单元用于发射和接收电磁波；
所述第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜用于反射接收的电磁波，改变电磁波的传播方向以及转换平面波和球面波；
所述极化栅网接收由所述第一离轴抛物面反射镜反射的电磁波，并将透过的电磁波传输至第二离轴抛物面反射镜，所述第二离轴抛物面反射镜反射的电磁波被所述电磁波接收单元接收；
所述吸波组件用于吸收所述极化栅网反射的电磁波；
所述转台使极化栅网口面沿第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜中心形成的轴线旋转，以调整极化栅网的线方向与电磁波极化方向之间的夹角。
本发明实施例提供太赫兹波导极化衰减装置具有宽频段、大动态、高精度、可承受功率范围大的优点，并且该装置的各个模块可以很方便的进行拆卸，在频率范围跨度比较大的场合，只需简单更换其中的模块，即可组成所需频段的衰减装置。
可选的，电磁波收发单元可以为收/发天线。
吸波组件优选为涂敷在壳体表面上的吸波材料。
下面结合图1和2详细说明。
极化栅网由一组等间距平行金属圆导体在同一平面内排列而成。一束电磁波入射到极化栅网表面时，若电场极化方向平行于极化栅网线方向，则电磁波全反射。当电场极化方向垂直于极化栅网线方向时，电磁波全透射。考虑一般情况，当电磁波极化方向与极化栅网线方向有一定夹角时，则平行于极化栅网线方向的电场分量被反射，而垂直于极化栅网线方向的电场分量全部通过。同极化功率透射系数计算公式如下：
tco＝sin4(θ) (1)
其中，
tco——收发天线同极化功率透射系数；
θ——电场极化方向与极化栅网线方向夹角；
离轴抛物面反射镜是目前应用极为广泛的太赫兹波聚焦与准直器件。主要特点是反射层表面呈抛物面，主要作用是对传输的电磁波进行球面波束和平面波束的转换以及波束重聚。天线发射高斯波束是一种弱发散的电磁波，但在传播一段距离后仍然可以观察到比较明显的发散现象，因此有必要将其进行重聚束。为了提高器件表面的反射率，通常在反射面进行金属镀膜处理，(铝或者金)，反射率可以高达99％。离轴抛物面反射镜的最大优点是能够在较宽的频谱区域内没有频率畸变，并且没有球面差，因此十分适应宽波束的聚焦和准直。由于离轴抛物面反射镜对调校的敏感度很高，在实际应用中需要较高精度的调整装置，以避免引起仪器之外的波束发散和其他准直问题。
第一发/收天线发出的电磁波为线极化的球面波，振幅符合高斯分布，经第一离轴抛物面反射镜反射后，传播方向改变90°，并且电磁波变成平面波传输到极化栅网口面。电磁波极化方向与极化栅网的线方向有一定的角度，故电磁波中平行于极化栅网线方向的电磁波分量被反射，电磁波中垂直于极化栅网线方向的分量透过极化栅网，经第二离轴抛物面反射镜的反射，到达收/发天线的口面被接收。通过旋转转台调整极化栅网的线方向与电磁波极化方向之间的夹角，来改变该装置对电磁波信号的衰减量。该系统有一个固定的插损L0，来自于以下几个方面：第一发/收天线和第二收/发天线自身带来的损耗、第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜不理想带来的损耗、极化栅网带来的损耗、系统安装误差带来的损耗。
由于该系统中极化栅网口面法向与平面波传播方向有一个夹角
故转台旋转角度为θ'时，极化栅网的线方向与电磁波极化方向之间的夹角旋转角度θ为：
其中，
θ——电磁波极化方向与极化栅网的线方向夹角；
θ'——转台的旋转角度；
由公式(1)和公式(2)，可以得到该装置的衰减量
L＝10log(1-tco) (3)
该装置对各模块的安装位置要求较高，可通过安装孔的精确定位来满足安装位置的要求。具体如下：
(1)第一发/收天线、第一离轴抛物面反射镜、极化栅网、转台、第二离轴抛物面反射镜、第二收/发天线的中心处于同一水平面上；
(2)极化栅网口面中心、转台中心、第一离轴抛物面反射镜的中心、第二离轴抛物面反射镜的中心在同一轴线上，且该轴线平行于平面波传播方向；
(3)第一发/收天线和第二收/发天线同极化放置，第一发/收天线口面中心放置在第一离轴抛物面反射镜的焦点处，第二收/发天线口面中心放置在第二离轴抛物面反射镜的焦点处；
极化栅网的口面法向与平面波传播方向夹角为
满足此条件时极化栅网有两种放置方式：
a.极化栅网口面法向平行于地平面，且与平面波传播方向夹角
如图1所示；
b.极化栅网口面法向介于平面波传播方向与地平面法向之间，且与平面波传播方向夹角为
如图2所示；
这样经第一离轴抛物面反射镜反射而来的平面波到达极化栅网口面，平面波极化方向与极化栅网线方向平行的分量，全部被反射到与来波方向成
的方向去，被壳体内壁的吸波组件吸收，而不是按原路返回到发射天线口面，从而避免对测量带来误差。
最好为45°，这样极化栅网反射的电磁波传播方向与来波方向垂直，最大限度的减小回波干扰。
(4)壳体内壁涂敷有吸波材料，用于吸收极化栅网反射的电磁波分量；
该装置中用到的第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网都是宽频段的微波无源器件，故该装置工作频段受限于第一发/收天线、第二收/发天线的工作频段，由于该装置可方便的进行拆卸组装，可方便的将第一发/收天线、第二收/发天线更换为所需频段的天线。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种太赫兹波导极化衰减装置，其特征在于，包括：
壳体，以及设于所述壳体内的电磁波收发单元、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网、转台和吸波组件；
所述电磁波收发单元用于发射和接收电磁波；
所述第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜用于反射接收的电磁波，改变电磁波的传播方向以及转换平面波和球面波；
所述极化栅网接收由所述第一离轴抛物面反射镜反射的电磁波，并将透过的电磁波传输至第二离轴抛物面反射镜，所述第二离轴抛物面反射镜反射的电磁波被所述电磁波收发单元接收；
所述吸波组件用于吸收所述极化栅网反射的电磁波；
所述转台使极化栅网口面沿第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜中心形成的轴线旋转，以调整极化栅网的线方向与电磁波极化方向之间的夹角。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述电磁波收发单元包括第一天线和第二天线，所述第一天线用于发射电磁波，所述第二天线用于接收电磁波。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述电磁波收发单元发射高斯波束，所述第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜还用于波束重聚。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述电磁波收发单元的中心、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、极化栅网处于同一平面上。
5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，第一离轴抛物面反射镜中心、第二离轴抛物面反射镜中心、极化栅网口面中心以及转台中心位于同一轴线上。
6.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述第一天线的口面中心设置于所述第一离轴抛物面反射镜的焦点处，所述第二天线的口面中心设置于所述第二离轴抛物面反射镜的焦点处。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述极化栅网的口面法向与平面波传播方向具有夹角。
8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述夹角为45°。
9.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述吸波组件为覆盖在所述壳体内壁表面的吸波组件。
10.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜或者极化栅网为宽频段的微波无源器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810820291.7A CN109037871B (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种太赫兹波导极化衰减装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810820291.7A CN109037871B (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种太赫兹波导极化衰减装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109037871A CN109037871A (zh) | 2018-12-18 |
| CN109037871B true CN109037871B (zh) | 2021-08-06 |
Family
ID=64645687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810820291.7A Active CN109037871B (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种太赫兹波导极化衰减装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109037871B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111624409B (zh) * | 2020-05-20 | 2022-08-23 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种太赫兹辐射体散射修正因子的测量系统及方法 |
| CN112768859A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-05-07 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种衰减器 |
| CN112737667B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-09-01 | 成都星时代宇航科技有限公司 | 面向空间通信的太赫兹实验的信号传输组件及装置 |
| CN112993504B (zh) * | 2021-02-05 | 2022-07-26 | 华太极光光电技术有限公司 | 波导极化衰减装置及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205003077U (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-27 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种中红外吸收式气体浓度探测装置 |
| CN106442394A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-22 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种太赫兹近场成像系统及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6356578B1 (en) * | 1999-12-29 | 2002-03-12 | Photonics Industries International, Inc. | Attenuator |
| CN105606488B (zh) * | 2016-01-11 | 2019-03-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 易调节的气体密度测量系统及其测量方法 |
-
2018
- 2018-07-24 CN CN201810820291.7A patent/CN109037871B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205003077U (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-27 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种中红外吸收式气体浓度探测装置 |
| CN106442394A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-22 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种太赫兹近场成像系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| use of Nano-Grids in a Waveguide;Jan Zehentner等;《2006 European Microwave Conference》;20070115;111-112 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109037871A (zh) | 2018-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109037871B (zh) | 一种太赫兹波导极化衰减装置 | |
| Xing et al. | Indoor wireless channel properties at millimeter wave and sub-terahertz frequencies | |
| US5706017A (en) | Hybrid antenna including a dielectric lens and planar feed | |
| EP0086351A1 (en) | Geodesic dome/lens antenna | |
| JP2014112909A (ja) | 複反射鏡アンテナの副反射鏡 | |
| KR20210086620A (ko) | 소형 다중대역, 근거리장 원거리장 및 직접 원거리장을 위한 테스트 시스템 | |
| WO2016161897A1 (zh) | 无线终端的测试系统及用于其的控制方法 | |
| CN106936524B (zh) | 无线终端的测试系统 | |
| TW202109064A (zh) | 快速空中產線測試平台 | |
| US20200333389A1 (en) | Freespace antenna measurement system | |
| US4144535A (en) | Method and apparatus for substantially reducing cross polarized radiation in offset reflector antennas | |
| TWI542884B (zh) | 具有改變反射路徑吸收體之微波暗室 | |
| US4777491A (en) | Angular-diversity radiating system for tropospheric-scatter radio links | |
| CN211856750U (zh) | 天线罩测试系统 | |
| JP2002228697A (ja) | コンパクトレンジ | |
| Cha | An offset dual shaped reflector with 84.5 percent efficiency | |
| KR102371802B1 (ko) | 공간전력합성을 위한 가우시안 빔 진행장치 | |
| CN112993504B (zh) | 波导极化衰减装置及方法 | |
| JP2006029906A (ja) | 妨害排除能力試験装置 | |
| CN111211846B (zh) | 无线终端的测试系统 | |
| JPH02126164A (ja) | 漏れ電磁波測定装置 | |
| CN214280169U (zh) | 波导极化衰减装置 | |
| CN113659346B (zh) | 一种天线罩电厚度测试天线及使用方法 | |
| TWI807847B (zh) | 初次反射抑制的天線量測暗室 | |
| KR101727961B1 (ko) | 위성신호 통신 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |